“隨著大規(guī)模的風能、太陽能、電動汽車等接入電網(wǎng)，以及能源使用效率的提高，電力系統(tǒng)正從以傳統(tǒng)旋轉電機為主轉向以新型電力電子設備為主的復雜巨系統(tǒng)?！眹摇扒擞媱潯睂W者鐘慶昌教授在近日舉行的電力系統(tǒng)與電力電子技術發(fā)展研討會上指出，“如何保證這些新增的設備與電力系統(tǒng)的兼容性是目前急需解決的關鍵問題?！?/p>

　　“不能頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”

　　為應對能源問題和環(huán)境壓力，社會對能源使用效率的要求不斷提高，以及風能、太陽能等分布式能源正大規(guī)模地接入電網(wǎng)，如何保證這些新接入的分布式能源與電力系統(tǒng)兼容成為當務之急。

　　“在電力系統(tǒng)接入相量測量單元PMU可以實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況，及時做出控制反應，從而增加電網(wǎng)運行的安全性，這也是我國沒有發(fā)生過大面積停電事故的原因之一?！辩姂c昌介紹，“但這只是一種被動的解決辦法，治標不治本，不能徹底解決電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題?！?/p>

　　隨著分布式電源滲透率的不斷增加，未來的電力系統(tǒng)將由集中式的大電廠供電轉向分布式的小規(guī)模發(fā)電?！耙虼?，應該有一種途徑讓這些新接入的電氣設備能夠主動參與系統(tǒng)調節(jié)，自動維護電力系統(tǒng)的穩(wěn)定?！辩姂c昌說。

　　2015年7月，國家發(fā)改委、能源局頒布的《關于促進智能電網(wǎng)發(fā)展的指導意見》明確指出，將推廣具有即插即用、友好并網(wǎng)特點的并網(wǎng)設備，滿足新能源、分布式電源廣泛接入要求?！耙话阏f來，分布式電源主要通過并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)，并網(wǎng)逆變器控制策略各異，加之分布式電源輸出功率具有波動性、不確定性等特點，很難實現(xiàn)其即插即用與自主協(xié)調運行?！?/p>

　　“100多年以來，電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷變大，這主要歸功于同步發(fā)電機的同步機制。如果能使并網(wǎng)逆變器具有類似同步發(fā)電機的運行特性，那么必將大幅提升分布式發(fā)電的性能，提高分布式能源的消納能力，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性?！辩姂c昌進一步解釋。

　　“可將事故控制在一定范圍內”

　　鐘慶昌在世界上率先研究了虛擬同步機技術，使得并網(wǎng)逆變器能夠模擬同步發(fā)電機的運行機理、有功調頻以及無功調壓等特性，使并網(wǎng)逆變器從內部運行機制和外部運行特性上可與傳統(tǒng)同步發(fā)電機一樣，能夠促進風電、光伏發(fā)電上網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性，防止脫網(wǎng)?！澳壳?，如果分布式電源脫網(wǎng)處于孤島運行，并網(wǎng)逆變器必須轉換為電壓控制，難以實現(xiàn)無縫切換。當使用虛擬同步機技術后，無論并網(wǎng)還是孤島運行，逆變器均采用同一種控制方式，無需切換，一直具有自我調節(jié)能力，因此系統(tǒng)更加穩(wěn)定?！辩姂c昌介紹了虛擬同步機的工作原理。

　　“它改變了原來僅由發(fā)電端調節(jié)的單向模式，實現(xiàn)了負荷端和發(fā)電端的雙向調節(jié)模式。”例如，普遍使用的空調在引入虛擬同步機技術后，就可以根據(jù)電網(wǎng)的電量來自動調節(jié)空調的功率。當電量不夠時，空調能夠自動減少用電量，幫助電網(wǎng)實現(xiàn)自動平衡。

　　“所以，未來的電力系統(tǒng)在采用虛擬同步機技術后，發(fā)電設備和負荷能夠通過內在的同步機制自主交互，在不需要人工調節(jié)的情況下就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行?！辩姂c昌對未來電力系統(tǒng)的發(fā)展充滿信心，“虛擬同步機技術可以很好地解決分布式電源與電網(wǎng)的兼容性問題，是解決大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)的有效途徑?？梢哉f，雖然未來的電力系統(tǒng)不能控制事故的發(fā)生，但可以將事故控制在一定范圍內。”